Устройство управления швейной машины Советский патент 1992 года по МПК D05B69/10 

Фие.1

VJ

го

00

со ел

Изобретение относится к швейной технике, в частности к устройствам управления электродвигателем швейных машин.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройст- во, содержащее механизм подачи материала, механизм реверса подачи и электропривод для приведения механизма реверса в действие. Устройство отличается тем. что состоит из электродвигателя приво- да машины, блока для управления машиной и электродвигателем и органов управления машиной. Электрическая мощность, передаваемая на электропривод, регулируется в соответствии с толщиной пошиваемого ма- териала путем прерывистой подачи постоянного тока или напряжения 1.

Недостатками известного устройства являются частые поломки механических передач швейной головки, а также низкая про- изводительность стачивания. Это происходит из-за несоответствия работы, производимой электродвигателем, и механической мощностью швейной головки.

При увеличении числа оборотов элект- родвигателядолщины и прочности стачиваемых материалов резко возрастают износ и вибрация в механических передачах швейной головки. Это приводит к частым поломкам машины и ухудшению качества шитья, огра- ничивается мощность за счет снижения максимальной скорости вращения, задаваемой педалью, либо за счет уменьшения номинального крутящего момента двигателя. Предельно допустимая механическая мощ- ность швейной головки равна произведению двух независимых друг от друга параметров, скорости и момента. Предельно допустимая скорость вращения механических передач швейной головки при стачивании легких материалов гораздо выше, чем при стачивании средних и тяжелых, а известное устройство работает с любой скоростью, заданной педалью.

Целью изобретения является расшире- ние технологических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что устройство управления швейной машиной, содержащее кинематически связанные чувствительными элементами с главным ва- лом машины датчик скорости и датчик момента, выход которого соединен с первым входом блока управления приводом, второй вход которого связан с выходом блока управления скоростью, а вход блока управле- кия скоростью связан с задатчиком режима работы машины, дополнительно имеет последовательно соединенные блок умножения и пороговый элемент, причем соответствующие входы блока умножения

соединены с выходами датчиков скорости и момента, а первый и второй дополнительные входы блока управления скоро.стью соответственно связаны с выходом порогового элемента и датчика скороти.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы управления швейной машины; на фиг. 2 - пример конкретного выполнения устройства.

Устройство управления швейной машиной содержит швейную головку 1, главный вал 2, соединенный посредством ременной передачи с электродвигателем 3. Датчик 4 скорости и датчик 5 момента кинематически связаны чувствительными элементами с главным валом 2, При этом датчик скорости и датчик момента своими выходами соединены с блоком 6 умножения, а другими своими входами датчик 5 момента соединен с блоком 7, управления приводом, а датчик 4 скорости - с блоком 8 управления скоростью. От выхода датчиков параллельно основным своим связям к блоку управления приводом подключен узел корректировки вращения главного вала, состоящий из блока 6 умножения, порогового элемента 9 с регулируемым порогом срабатывания и блоком 8 управления скоростью, причем своим входом он связан с задатчиком 10 режима работы, а выходом - с блоком 7 управления приводом. Первый и второй дополнительные входы блока управления скоростью соответственно связаны с выходом порогового элемента и датчика скорости. Пороговый элемент отрегулирован эмпирически на сигнал, соответствующий максимально допустимой механической мощности швейной головки 1.

Устройство работает следующим образом.

Во время работы на швейной машине швея в зависимости от технологии пошива педалью управляет задатчиком 10 режима работы, формируя электрические импульсы на блок 8 управления скоростью. Блок управления скоростью подает результативный сигнал на блок 7 управления приводом, суммируя сигналы от задатчика 10 режима работы и датчика 4 скорости. Блок 7 управления приводом изменяет скорость вращения электродвигателя 3. Электродвигатель через ременную передачу и главный вал 2 изменяет скорость шитья на швейной машине. Датчик 5 подает сигнал на блок 7 управления приводом о величине момента на главном валу 2. В зависимости от сигнала датчика 5 блок управления приводом 7 пропорционально изменяет вращающий момент электродвигателя, сохраняя заданную скорость шитья постоянной. Одновременно

сигналы датчиков 4 и 5 перемножаются в блоке 6 умножения. Выходной сигнал с блока умножения подается на вход порогового элемента 9. Этот импульс эквивалентен произведенной работе швейной головки 1. Пороговый элемент настроен на входной сигнал, аналогичный максимальной работе швейной головки 1, а двигатель 3 способен развить большую мощность. При превышении импульса на входе порогового элемента 9, которое может произойти при резком увеличении толщины прокалываемого швейной иглой материала, импульс, проходя через пороговый элемент в блок 8 управления скоростью и блок 7 управления приводом, автоматически уменьшает скорость вращения электродвигателя. Скорость пошива падает, а после прохождения толстого участка момент при прокалывании иглой падает, импульс на входе порогового элемента уменьшается, элемент запирается, скорость пошива опять возрастает.

Устройство управления швейной машиной может быть выполнено например, как это показано на фиг. 2.

В начальный момент работы швейной машины управляющий сигнал с задатчика 10 режима работы, состоящего из педали 18 и электронно-механического преобразова- .теля 11, выполненного на триггерах, поступает на элемент 17 сравнения блока 8 управления скоростью, а затем на блок 7 управления приводом, состоящий из усилителя мощности и частотного генератора, асинхронным электродвигателем 3 осуществляющим частотно-амплитудное управление скоростью швейной машины. Датчиком 5 момента служит датчик тока, выполненный на базе резистора, подключенный к статору электродвигателя и реагирующий на приведенный момент сопротивления кинематических пар на.валу электродвигателя. Так как вал электродвигателя жестко связан с главным валом 2 машины, то датчик тока достоверно измеряет величину момента кинематических пар швейной головки. Датчик 4 скорости выполнен фотоэлектрическим. Сигнал с датчика момента и датчика скорости поступает в блок 6 умножения, причем сигнал с датчика 4 скорости поступает на потенциальный инвертор 12, выполненный на базе операционного усилителя и увеличивающий сигнал датчика скорости тем больше, чем меньший по величине он поступает с датчика скорости. Затем сигнал поступает на аналоговый перемножитель 13 сигналов. Сигнал с датчика 5 момента также поступает на аналоговый перемножитель 13 сигналов блока 6 умножения. В пороговом элементе 9 сигнал с блока умножения поступает в аналоговый вычислитель 14, представляющий собой дифференциальный операционный усилитель с задатчиком 15 опорного напряжения, настроенного на оп- ределенное эталонное значение. Если сигнал с блока умножения будет выше эталонного, то он поступает в блок 8 управления скоростью на аналого-цифровой пре- образователь 16, выполненный на

триггерах. В блоке управления скоростью аналого-цифровые преобразователи 16 преобразуют аналоговые сигналы с порогового элемента 9 и датчика 4 скорости, цифровые сигналы поступают на элемент 17 сравнения совместно с цифровыми управляющими сигналами из задатчика ТО режима работы. Полученное в блоке 8управления скоростью среднеарифметическое значение скорости поступает в блок 7 управления приводом, на

который подается сигнал с датчика 5 момента для обеспечения частотно-амплитудного управления электродвигателем.

В качестве электронно-механического преобразователя 11 используют триггеры

Шмитта типа 564 ТЛ1. В качестве датчика момента используют датчик тока, выполненный на базе резистора МЛТ2, а как потенци- альный инвертор - операционный усилитель типа 140УД6, в качестве дифференциального операционного усилителя - тиристор типа 140УД1, элемент сравнения - интегральный компаратор 521СА1.

Экспериментальные исследования показали, что по сравнению с известным устройством предлагаемое устройство обеспечивает повышение производительности труда швеи за счет оптимальной скорости стачивания, увеличивает ресурс работы швейной машины за счет предотврзщения перегрузок кинематических передач в швейной головке, улучшает качество шва за счет предотвращения вибрации швейной иглы, улучшает условия работы швеи за счет уменьшения нагрева и уменьшения допустимой нормы вибрации швейной машины.

Формула изобретения Устройство управления швейной машиной, содержащее кинематически связанные чувствительными элементами с главным оа- лом машины датчик скорости и датчик мо- , мента, выход которого соединен с первым входом блока управления приводом, второй вход которого связан с выходом блока уп- равления скоростью, а вход блока управления скоростью связан с задатчиком режима работы машины, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно дополнительно имеет последовательно соединенные блок умножения и пороговый элемент, причем соответствующие входы блока умножения соединены с выходами датчиков скорости и момента привода, а первый и второй дополнительные входы- блока управления скоростью соответственно связаны с выходом порогового элемента и датчика скорости привода.

Сущность изобретения: устройство содержит швейную головку 1, главный вал 2, электродвигатель 3. датчик 4 скорости, датчик 5 момента, блок 6 умножения, блок 7 управления приводом, блок 8 управления скоростью, пороговый элемент 9, задатчик 10 режима работы, 2 ил.